DE3314601A1 - Steuerung einer saegenbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

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Vollmer Werke schweigerstrasse ι

22. April 1983 „««,*: <o»,)6i«,,i

TELEGRAMM: I¹KOTECTPaTENT TELEX: 5 24 070

Steuerung einer Sägenbearbeitungsmaschine

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Sägenbearbeitungsmaschine, insbesondere Sägenschärfmaschine, mit

- einer Lagerung für ein Sägeblatt,

- einer Vorschubeinrichtung, mit der sich das Sägeblatt schrittweise um eine oder mehrere Zahnteilungen vorschieben läßt,

- und einer Bearbeitungseinrichtung, die nach vollendetem Vorschub jeweils mindestens einen Arbeitshub an einem Zahn des Sägeblattes ausführt.

Im Rahmen der Erfindung kann das Sägeblatt, je nach seiner vorgesehenen Verwendung in einer Band-, Gatter- oder Kreissäge, die Grundform eines Bandes, einer mehr oder weniger steifen, schlanken Platte oder eines Kreises mit zentraler Aussparung haben. Als Sägenbearbeitungsmaschinen, bei denen die Erfindung anwendbar ist, kommen neben Sägenschärfmaschinen beispielsweise Maschinen zum Stellitieren von Sägezähnen in Frage oder auch Maschinen zum Schleifen von Plattensitzen an Sägeblättern, die mit Hartmetallplatten bestückt werden.

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Bei Sägenbearbeitungsmaschinen der beschriebenen Gattung kann die Vorschubeinrichtung eine Klinke aufweisen, die je nach Art des Sägeblattes geradlinig oder längs eines Kreisbogens hin- und herbewegbar ist und vor jedem Arbeitshub der Bearbeitungseinrichtung hinter einer Zahnbrust des Sägeblattes einrastet und dieses entgegen der Richtung, in der es sich beim Sägen bewegt, um eine oder mehrere Zahnteilungen vorschiebt (DE-PS 225 859, DE-PS 30 738). Solche Vorschubeinrichtungen können mechanisch mit einem Hubantrieb für die Bearbeitungseinrichtung gekoppelt sein, so daß diese einen Arbeitshub erst dann ausführen kann, wenn die Klinke der Vorschubeinrichtung einen vollständigen Bewegungszyklus ausgeführt hat.

Die Vorschubeinrichtung einer Sägenbearbeitungsmaschine der beschriebenen Gattung kann aber auch ein Paar Vorschubrollen aufweisen, die mit einem bestimmten Druck an je einer Seitenfläche des Sägenblattes anliegen und schrittweise drehantreibbar sind (DE-OS 24 12 939, DE-OS 27 51 648).

Schließlich und vor allem hat die Erfindung Bedeutung für Sägenbearbeitungsmaschinen mit Zentralvorschub für Kreissägeblätter; bei solchen Maschinen ist das Sägeblatt auf einer Welle aufgespannt, die schrittweise drehantreibbar ist. Der Antrieb für diese Welle wird jeweils in Gang gesetzt, wenn die Bearbeitungseinrichtung einen Rückhub vollendet und dabei z.B. einen elektrischen Schalter betätigt hat. Der Vorschub des Sägeblattes findet vorwärts, also in dessen Betriebsdrehrichtung statt und wird von einem vorgespannten schwenkbaren Taster überwacht, der jeweils in eine Zahnlücke einfällt und dann von

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der Zahnbrust des nächsten zu bearbeitenden Zahnes in eine Endstellung mitgenommen wird, in der er über einen elektrischen Schalter die Vorschubeinrichtung stillsetzt.

Bei all diesen Ausführungsformen einer gattungsgemäßen Sägenbearbeitungsmaschine läßt sich die Gefahr nicht vollständig ausschließen, daß das Sägeblatt von der Vorschubeinrichtung nicht in der vorgesehenen Weise mitgenommen wird und deshalb nicht die richtige Stellung einnimmt, wenn die Vorschubeinrichtung ihren Bewegungszyklus vollendet hat. Wenn in einem solchen Fall dennoch die Bearbeitungseinrichtung in Gang gesetzt wird, kann sie das Sägeblatt beschädigen oder sogar zerstören und dabei auch selber erheblich beschädigt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Steuerung einer Sägenbearbeitungsmaschine der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß ein fehlerhafter Vorschub des Sägeblattes für dieses selbst, wie auch für die Maschine, ungefährlich bleibt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

- daß ein Teilungsmaß stab zu gemeinsamer Vorschubbewegung mit dem Sägeblatt verbunden ist,

- dem Teilungsmaß stab mindestens ein Signalgeber zugeordnet ist, der vom Vorschub des Sägeblattes abhängige Signale abgibt,

- und dieser Signalgeber an eine Steuerschaltung angeschlossen ist, die einen Arbeitshub der Bearbeitungsvorrichtung nur dann zuläßt, wenn der vorgesehene Vorschub des Sägeblattes stattgefunden hat.

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Damit wird auf jeden Fall verhindert, daß die Bearbeitungsvorrichtung in irgendeiner Weise auf das Sägeblatt einwirkt, wenn und solange dieses eine Stellung einnimmt, in der es nicht in der vorgesehenen Weise bearbeitet werden kann. Beispielsweise ist durch die erfindungsgemäße Steuerung ausgeschlossen, daß eine Schleifscheibe einer Sägenschärfmaschine in einen Zahnrücken eindringt, anstatt entlang einer Zahnbrust in eine Zahnlücke einzutauchen. Ebenso ist ausgeschlossen, daß die Schleifscheibe unbeabsichtigt zweimal hintereinander in dieselbe Zahnlücke eintaucht und dabei an einem Zahn, beispielsweise Vorschneidezahn, einen Arbeitsgang durchführt, der in einem komplexen Schleifprogramm erst am nächsten Zahn, beispielsweise Nachschneidezahn, ausgeführt werden soll.

Im folgenden werden vor allem Einzelheiten beschrieben, die eine digitale Signalauswertung betreffen; es sind aber auch verschiedene Ausführungsformen einer analogen Signalauswertung möglich, beispielsweise mit einer Potentiometerschaltung, die Widerstandsänderungen auswertet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerung weist die Steuerschaltung einen Speicher auf, in dem eine dem gewünschten Vorschub entsprechende Anzahl Impulse speicherbar ist, und einen Vergleicher, der die Anzahl der bei einem nachfolgenden Vorschub ankommenden Impulse mit der gespeicherten Impulszahl vergleicht. Dadurch erhält der Maschineneinrichter die Möglichkeit, einfach durch einen von ihm überwachten oder manuell ausgeführten ersten Vorschub die entsprechend der Zahnteilung und vorgesehenen Bearbeitung des Säge-

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blattes erforderliche Impulszahl einzugeben, ohne daß er diese Impulszahl im voraus zu kennen oder auch nur nachträglich zur Kenntnis zu nehmen braucht. Entsprechendes läßt sich grundsätzlich auch mit einem Vergleich analoger Signale durchführen, beispielsweise in Form elektrischer Spannungen, die proportional zum vorgesehenen bzw. ausgeführten Vorschub des Sägeblattes zunehmen oder abgebaut werden; eine digitale Überwachung hat sich jedoch als einfacher und besonders zuverlässig erwiesen.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Steuerschaltung ist dem Vergleicher ein Toleranzvergleicher nachgeschaltet, der eine vom Vergleicher ermittelte Differenz zwischen der Anzahl der gespeicherten Impulse und der Anzahl der neu angekommenen Impulse daraufhin überprüft, ob sie innerhalb einer vorgewählten Toleranz liegt. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, einerseits einen für alle denkbaren Bearbeitungsfälle ausreichend feinen Teilungsmaßstab zu verwenden, andererseits aber gewisse Abweichungen vom Sollvorschub zuzulassen, wenn solche Abweichungen im Blick auf die Gestaltung des Sägeblattes und die Art seiner Bearbeitung unschädlich sind.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn dem Teilungsmaßstab zwei Signalgeber derart zugeordnet sind, daß deren beim Vorschub des Sägeblattes entstehende Signale gegeneinander versetzt sind. Dadurch lassen sich auch Drehrichtungsfehler erkennen, die beispielsweise dadurch entstehen können, daß eine Vorschubklinke während einer Rückzugsbewegung an einem vorspringenden Teil eines Zahns, z.B. einer Schneidplatte, hängenbleibt.

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Die Signalgeber können beispielsweis induktive oder kapazitive Annäherungsschalter, Hallgeneratoren oder Lichtschranken aufweisen.

Wenn die erfindungsgemäße Steuerung an einer Bearbeitungsmaschine für Kreissägeblätter vorgesehen ist, bei der die Lagerung für das Sägeblatt eine mit diesem verspannbare Welle aufweist, dann besteht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung darin, daß der Teilungsmaßstab an einer mit der Welle verbundenen Scheibe ausgebildet ist. Dabei kann der Teilungsmaß stab beispielsweise von Erhebungen oder Ausnehmungen dieser Scheibe gebildet oder auch in Form einer optisch ablesbaren Winkelteilung auf der Scheibe angebracht sein. Geeignete Teilungsmaßstäbe und zu deren Abtastung geeignete Signalgeber sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt und brauchen deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Entsprechendes gilt auch für lineare Teilungsmaßstäbe, die insbesondere dann verwendet werden können, wenn der Vorschub einer Band- oder Gattersäge überwacht werden soll.

Die im Vorstehenden beschriebene Ausführungsform mit einer Scheibe als Träger des Teilungsmaßstabes ist vorzugsweise dadurch weitergebildet, daß die Scheibe mit der Welle durch ein Übersetzungsgetriebe verbunden ist. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Vorschub des Sägeblattes besonders genau zu überwachen, ohne daß die Scheibe einen großen Durchmesser zu haben braucht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt:

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Fig.l einen axialen Schnitt durch Teile einer Sägenbearbeitungsmaschine mit aufgespanntem Sägeblatt,

Fig.2 die Ansicht in Richtung des Pfeils II in Fig.l;

Fig.3 die Ansicht in Richtung des Pfeils III in Fig.l und

Fig.4 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerung.

Ein im dargestellten Beispiel kreisförmiges Sägeblatt 10 ist zwischen zwei Flanschen 12 und 14 eingespannt und mit dem Flansch 14 zusätzlich durch einen Mitnehmer 16 verbunden. Die beiden Flansche und 14 sind lösbar an einem Ende einer Welle 18 befestigt, die als Bestandteil einer Lagerung 20 für das Sägeblatt 10 in einem Lagergehäuse 22 mittels Wellenlagern 24 und 26 gelagert ist. Das Lagergehäuse 22 ist entsprechend dem Durchmesser des Sägeblattes 10 längs einer Führung 28 einstellbar.

Die Welle 18 ist zugleich Bestandteil einer Vorschubeinrichtung 30, mit der sich das Sägeblatt 10 schrittweise um eine oder mehrere Zahnteilungen drehen läßt. Zur Vorschubeinrichtung 30 gehört ein Freilauf 32, der einen Vorschubhebel 34 in einer Drehrichtung fest und in der entgegengesetzten Richtung frei drehbar mit der Welle 18 verbindet. Am Ende des Vorschubhebels 34 ist eine Kolbenstange 36 angelenkt, die zu einem am Lagergehäuse 22 schwenkbar gelagerten hydraulischen oder pneumatischen Vorschubzylinder 38 gehört„

Von der Sägenbearbeitungsmaschine ist ferner eine Bearbeitungsreinrichtung 40 mit einer Schleifscheibe

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42 angedeutet. Die Schleifscheibe 42 läßt sich hubweise, jeweils bei stillstehendem Sägeblatt 10, derart bewegen, daß sie bei jedem Arbeitshub beispielsweise eine Zahnbrust oder einen Zahnrücken oder eine Zahnflanke des Sägeblattes 10 schleift.

Die Vorschubeinrichtung 30 wird von einem Taster 44 gesteuert, der um zwei Achsen 46 und 48 schwenkbar ist. Die Achse 46 ist parallel zu einer Sehne des Sägeblattes 10 derart angeordnet, daß der Taster 44 jeweils während einer Vorschubbewegung des Sägeblattes 10 in eine von dessen Zahnlücken eintauchen kann und dadurch in die Bewegungsbahn der nächstfolgenden Zahnbrust gelangt. Die Achse 48 erstreckt sich etwa radial zur Welle 18, und der Taster 44 ist in bezug auf diese Achse derart entgegen der Bewegungsrichtung des Sägeblattes 10 vorgespannt, daß er von der Zahnbrust gegen geringen Widerstand bis in eine Anschlagstellung mitgenommen wird, in der er die Vorschubeinrichtung 30 abschaltet.

Für den Fall, daß der Taster 44 versagen oder die Vorschubeinrichtung 30 aus einem anderen Grund dem Sägeblatt 10 eine zu geringe oder zu große Vorschubbewegung erteilen sollte, weist die Steuerung der Sägenbearbeitungsmaschine die im folgenden beschriebenen zusätzlichen Merkmale auf:

An das Lagergehäuse 22 ist ein Übersetzungsgetriebe 50 angebaut, das von der Welle 18 über ein auf dieser befestigtes Zahnrad 52 und ein gleichgroßes Zahnrad 54 auf der Antriebswelle des übersetzungstriebes im Verhältnis 1:1 antreibbar ist. Das übersetzungsgetriebe 50 überträgt die schrittweise stattfindenden Drehbewegungen der Welle 18 bei-

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spielsweise im Verhältnis 1:20 auf eine kreisförmige Scheibe 56, die demzufolge bei jeder vollen Umdrehung der Welle 18 zwanzig volle Umdrehungen ausführt. Die Scheibe 56 weist an oder nahe ihrem äußeren Rand einen Teilungsmaßstab 58 auf, der im dargestellten Beispiel von in gleichen Winkelabständen angeordneten Bohrungen gebildet ist. Dem Teilungsmaßstab 58 sind zwei an eine Steuerschaltung angeschlossene ortsfeste Signalgeber 62 zugeordnet, die im dargestellten Beispiel induktive Annäherungsschalter sind. Das Verhältnis zwischen dem Abstand der beiden Signalgeber 62 voneinander zum Abstand zwischen je zwei benachbarten Bohrungen des Teilungsmaßstabes 58 ist so gewählt, daß die beiden Signalgeber bei jeder Drehung der Scheibe 56 Impulsfolgen liefern, die gemäß Fig.4 um 180° gegeneinander phasenverschoben sind. Diese Impulsfolgen werden je einem Eingang 64 bzw. 66 eines Verstärkers 68 zugeführt. Im Verstärker 68 werden die Impulse vervierfacht, so daß eine höhere Auflösung erreicht wird.

Die Anzahl Impulse, die im Verstärker 68 ankommen, während das Sägeblatt 10 bei einem ersten Vorschub um eine Zahnteilung bewegt wird, wird einerseits in einem Speicher 70 gespeichert und andererseits einem Impulszähler 72 zugeführt. Speicher 70 und Impulzähler 72 sind mit einem Vergleicher 74 verbunden, der die bei jedem weiteren Vorschub vom Impulszähler 72 gezählten Impulse je Zahnteilung mit der Anzahl der beim ersten Vorschub im Speicher 70 gespeicherten Impulse vergleicht.

Die Impulszahlen können wegen unvermeidlicher Zahnteilungsunterschiede voneinander abweichen, was je-

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doch innerhalb eines je nach Art und Größe des Sägeblattes 10 unterschiedlich großen Toleranzbereichs zulässig ist. Deshalb ist ein Toleranzwähler 76 vorgesehen, an dem sich beispielsweise fünf verschiedene Toleranzbereiche einstellen lassen. Dieser Toleranzwähler 76 ist mit einem Toleranzvergleicher 78 verbunden, dem jeweils die vom Vergleicher 74 ermittelte Differenz zwischen der Anzahl der vom gerade stattfindenden Vorschub hervorgerufenen Impulse gegenüber der Impulszahl der ersten Vorschubbwegung übermittelt wird. Liegt diese Differenz innerhalb der am Toleranzwähler 76 eingestellten Toleranz, dann bleibt die Impulsdifferenz unbeachtet; die Bearbeitungseinrichtung führt ihren nächsten Arbeitshub aus und an den folgenden Rückhub schließt sich die nächste Vorschubbewegung an.

Wenn aber die vom Vergleicher 74 ermittelte und an den Toleranzvergleicher 78 gemeldete Differenz der Impulszahlen am Ende eines Vorschubes die vorgewählte Toleranz überschreitet, so gibt der Toleranzvergleicher 78 an eine Zentraleinheit 80 ein Signal ab, welches bedeutet, daß der ausgeführte Vorschub entweder unzulässig klein oder unzulässig groß ist. In diesem Fall setzt die Zentraleinheit 80 die Sägenbearbeitungsmaschine still, so daß der vorgesehene nächste Arbeitshub der Bearbeitungseinrichtung 40 unterbleibt und auch ein weiterer Vorschub nicht stattfindet, ehe die Störung behoben und der Zentraleinheit 80 von Hand ein entsprechender Befehl erteilt worden ist.

An der Zentraleinheit 80 sind drei Eingänge 82, 84 und 86 für Steuersignale "Vergleichen", "Zählen" und

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"Rückstellen" angedeutet und ferner ein Ausgang 88 für das Signal, das die Maschine stillsetzt.

Claims (7)

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   DIPL.-I NO. GKRHAlU) I¹Ul S (l 95 2-i y7l)

   EUROPEAN PATENTATTORNEYS d.pl.-chem.d*. f..frh,hehr von pec.hman

   DR.-ING. DIETER BEHRENS

   DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GO

   lA-57 115

   D-8000 MÜNCHEN 90 Vollmer Werke Schweigerstrasse 2

   telefon: (089) 66 20 ji

   TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: $24070

   Patentansprüche

   f1.ι Steuerung einer Sägenbearbeitungsmaschine, insbesondere Sägenschärfmaschine mit

   - einer Lagerung (20) für ein Sägeblatt (10),

   - einer Vorschubeinrichtung (30) , mit der sich das Sägeblatt (10) schrittweise um eine oder mehrere Zahnteilungen vorschieben läßt,

   - und einer Bearbeitungseinrichtung (40) , die nach vollendetem Vorschub jeweils mindestens einen Arbeitshub an einem Zahn des Sägeblattes (10) ausführt,

   dadurch gekennzeichnet , daß ein Teilungsmaßstab (58) zu gemeinsamer Vorschubbewegung mit dem Sägeblatt (10) verbunden ist,

   - dem Teilungsmaßstab (58) mindestens ein Signalgeber (62) zugeordnet ist, der vom Vorschub des Sägeblattes (10) abhängige Signale abgibt,

   - und dieser Signalgeber (62) an eine Steuerschaltung (60) angeschlossen ist, die einen Arbeitshub der Bearbeitungseinrich>tung (40) nur dann zuläßt, wenn der vorgesehene Vorschub des Sägeblattes (10) stattgefunden hat.
2. 2. Steuerung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung (60) einen Speicher (70) aufweist, in dem eine dem gewünschten Vorschub entsprechende Anzahl Impulse speicherbar ist, und einen Vergleicher (74), der die Anzahl

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   der bei einem nachfolgenden Vorschub ankommenden Impulse mit der gespeicherten Impulszahl vergleicht.
3. 3. Steuerung nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet , daß dem Vergleicher (74) ein Toleranzvergleicher (78) nachgeschaltet ist, der eine vom Vergleicher (74) ermittelte Differenz zwischen der Anzahl der gespeicherten Impulse und der Anzahl der neu angekommenen Impulse daraufhin überprüft, ob sie innerhalb einer vorbestimmten Toleranz liegt.
4. 4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß dem Teilungsmaßstab (58) zwei Signalgeber (62) derart zugeordnet sind, daß deren beim Vorschub des Sägeblattes (10) entstehende Signale gegeneinander versetzt sind.
5. 5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der bzw. jeder Signalgeber (62) einen induktiven oder kapazitiven Annäherungsschalter, einen Hallgenerator oder eine Lichtschranke aufweist.
6. 6. Steuerung nach Anspruch 1, bei der die Lagerung (20) für das Sägeblatt (10) eine mit diesem verspannbare Welle (18) aufweist,

   dadurch gekennzeichnet , daß der Teilungsmaßstab (58) an einer mit der Welle (18) verbundenen Scheibe (56) ausgebildet ist.
7. 7. Steuerung nach Anspruch 6,
   dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (56) mit der Welle (18) durch ein übersetzungsgetriebe (50) verbunden ist.